Bambou !

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Bambou !

Message  Admin le Mer 13 Juin - 18:02

Ça faisait un bout de temps, Eric avait lancé l'idée que l'usage d'un long bambou pouvait grandement faciliter les déplacement au plafond d'une grande salle telle que Chuanlongyan.
Il y a encore plus longtemps, lorsque nous phosphorions sur l'exploration de la Gesohe, nous avions évoqué un mixage des technique d'escalade artificielle et de bambou...

Alors il y a un peu plus d'un mois maintenant, nous avons cueilli un bambou.
Nous le voulions long, droit, solide et léger.
Nous avons finalement pris ce qu'on a trouvé.

En effet, dans les environs, il y a deux types de bambous. l'un a des petites feuilles et des branchettes à chaque nœud. C'est l'espèce réputée la plus solide. Elle sonne "plein". C'est celle qu'on retrouve parfois dans les grottes où les branchettes font office d'échelle de perroquet. Par contre, récupérer une grade longueur d'un tel bambou et l'extraire de son bosquet est d'évidence un pur cauchemar et nous avons par avance renoncé. En effet, l'enchevêtrement des branches rendraient immanquablement cette opération très très longue, à moins de raser tout le bosquet.
Nous nous sommes donc résigné à jeter notre dévolu sur la seconde espèce, grandes feuilles mais pas de branchettes, don la paroi est plus fine.

Le second critère pour qu'un bambou soit solide, c'est son age. En effet, si le bambou pousse rapidement, il reste à taille adulte quelques années et chaque année augmente sa teneur en silice qui le rend plus résistant. Il paraitrait que couper un vieux bambou est mortel pour une chaine de tronçonneuse. Les pousses de bambous âgés se reconnaissent facilement dans le bosquet à leur surface moins lisse. Mais rapidement, on se rend compte qu'il est très difficile de trouver un bambou âgé et droit. Nous avons dont à nouveau renoncé au mieux et acquis un bambou de l'année... de 15m de long. Pour 15 yuans, le villageois de la maison d'à coté s'est chargé de le couper.

En fait, avec sa hachette et son coup de main, c'était presque facile. Maintenant, devinez de quel coté tombe le bambou quand on le coupe ? Du coté où il penche ? Hé bien non. Il tombe dans son propre axe de la distance du bois qu'on lui a ôté et au dernier centimètre coupé. En effet, même si on voit à peine où sont les points de contacts, il est tenu en place par les pousses environnantes du bosquet.
Il faut donc faire riper le pied, et se rendre au passage compte que 15 m de bambou, c'est lourd !
Avec des sangles et à plusieurs, en faisant levier et avec ardeur, nous avons finit par mettre la tige à terre.
Nouvelle surprise, ce n'était pas la première fois que cette tige a été coupée. En effet, le sommet de la tige présentait des traces de hachette et une section de plus de 10 cm, de sorte qu'une bonne dizaine de mètres de tige avait déjà été récoltée. Qui me direz-vous est monté à 15m de haut pour couper les 10 m sommitaux d'un bambou ? Personne. Cette tige avait sans doute été récoltée quant elle faisait 10 m de haut, puis à poussé à nouveau de 15 m depuis.

Nous décidons rapidement de couper notre bambou en deux morceaux. Les 10 m de la base d'un coté, plus épais, et les 5 m du haut. Ainsi, nous pourrions faire des essais avec la partie la plus fragile pour nous constituer une première expérience.
Le transport sur la galerie de la voiture a été épique. Mais nous avions choisis un bosquet de bambou pas trop loin de notre destination et par un itinéraire évitant de traverser la ville. La galerie a tenu, il a fallu refaire le sanglage tous les kilomètres car la flexion et l'inertie avaient le don de permettre le glissement, toujours vers l'avant.

Dans Chuanlongyan, une zone de plafond déjà accédée en escalade artificielle a permis de réaliser l'étape suivante : le séchage sans contrainte. Pour cela, nous avons pendu par le pied notre bambou de 10m au plafond sur un triple amarrage. Cette opération nous a permis d'en estimer le poids à 70 kg environ. Un pois plus tard, il semble un peu moins lourd.

Nous avons donc fait notre première expérience. Je ne me sens pas du tout apte à faire des savants calculs de résistance des matériaux sur un bambou, pour comprendre le bambou il nous fallait donc le casser. Ce fut chose faite. En dehors de la relative facilité pour casser le bambou en flexion, nous en avis tiré l'enseignement qu'il est très peu probable d'arriver à ce que la rupture sépare les deux morceaux. C'est toujours bon à prendre. Mais ce sera peut-être moins vrais quand le bambou sera vraiment sec, ce qui est loin d'être le cas.

Nous avons fait d'autres essais avec un bambou de faible diamètre pour "sentir" le comportement en flambement, puisque c'est ainsi qu'il faudra faire travailler notre tige. Nous n'avons pas osé aller à la rupture, mais nous avons pu constater que tenter de multiplier le haubanage était inefficace. Cet essai était très encourageant car avec une tige très légère de moins de 4 cm de diamètre on pouvait tenir avec un haubanage à 60° deux personnes suspendues écartées de 3 m.

Nous avons donc poursuivit avec notre grand bambou, de plus de 15 cm de diamètre et 10 m de long. Avec le même type de haubanage, il n'a pas bronché.

Nous en sommes toutefois resté là pour lui donner un peu plus de temps de séchage, cogitant de temps à autre sur des maquettes pour trouver le type de haubanage qui permettrait éventuellement avec le moins d'effort de hisser une personne plus haut que le point d'ancrage. En effet, avec 30 ° de haubanage fixe, 70 kg parviennent seulement à monter l’extrémité du bambou au niveau des amarrages. Si on veut y suspendre un spéléo et son matériel, il faut doubler les contrepoids, et on arrive vite à 250 kg suspendus (moins de 300). Ce n'est pas excessif, mais le haubanage va encore double la tension sur la corde. Les manœuvres peuvent aussi amener à des surcharges temporaires... Donc, comme on a le temps et qu'on ne cherche pas l'exploit...



Dernière édition par Admin le Lun 18 Juin - 10:02, édité 2 fois

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En images

Message  Admin le Mer 13 Juin - 18:59

Notre première bambou-expérience.
Luo Hongjie transfère progressivement son poids, un peu moins de 70 kg avec 2 m de porte à faux, le bambou casse.
Cette section de bambou est la plus fine. 10 -15 cm de diamètre et 1 cm d'épaisseur de tube.
De fait, il n'est pas rare dans la nature de voir des bambous cassés en flexion par des coups de vent.



[img]http://i44.servimg.com/u/f44/11/74/38/98/
[url=http://www.servimg.com/image_preview.php?i=1925&u=11743898]


Essais de l'apport d'un haubanage multiple. En fait, il est totalement inefficace car la déformation n'est pas de la flexion mais du flambement.







En haubanage simple et isocèle, un bambou très léger supporte l'écart de 3 m pour deux personnes.



Là, c'est du sérieux. Bambou de 10 m; haubanage à 30° (environ).


Rien ne bouge. déformation négligeable. Par contre la corde est bien tendue... d'ailleurs elle est doublée.






Ici, Luo Hongjie suspendu équilibre la hausse du bambou seul à quelques mètres au-dessus de son point d'accroche.
Pour hisser une personne de cette façon, il faudrait donc doubler le contrepoids.


Premières tentatives de cogitation sur maquette. Avec une accroche centrale sur poulie avec un système limitant la mobilité, on peut réduire les efforts pour hausser une charge à hauteur du point d'accroche au détriment d'une petite perte en portée… Mais on génère alors des efforts en flexion…. Doubler les cordes de haubanage et travailler avec des plus fortes charges semble être une approche mieux maitrisable et plus prévisible.



Dernière édition par Admin le Mar 19 Juin - 3:10, édité 2 fois

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Poursuite de l'étude du bambou-bascule

Message  Admin le Dim 17 Juin - 15:14

Nous avons poursuivit notre étude expérimentale du bambou bascule de 10 m, ces photos ont été prises sur deux jours. Nous allons lentement…
La question de la tension des cordes se gère avec la même politique que pour une tyrolienne : à part des ennuis, il n'y a rien à gagner à des tensions fantastiques. Les cordes sont donc réglées au plus tendu possible pour faire les nœuds, mais sans utiliser de palan.
Pour les essais, nous avons disposé une corde d'assurance sur un double amarrage indépendant, mais l'usage prévu est 100% sur un nœud répartiteur de charge central. On arrivera à 280 kg de charge maximum (le bambou doit peser actuellement 50 kg).

Un nouveau montage du bambou : les cordes sont toujours doublée, mais les nœuds aussi (dans la version précédente, les deux cordes transmettaient les efforts à un même nœud).


Le contrepoids, ici une masse de 80 kg (celle qui nous sert aux tests de choc des cordes) est suspendue à un nœud de chaise en double dans la boucle de la clef yosémite au plus près de l'attache de bout de canne.


Au milieux, deux nœuds fixes. Une dyneema reprenant de la flexion au centre a été essayé… Au mieux elle ne sert à rien (si elle est trop longue), au pire elle est nuisible (elle met de la flexion dans le système).


Nœud de bosse en bout, coté contrepoids avec une corde repassant derrière… pas de risque de glissement. Mais écrasement du brin en charge.


Coté poids, la corde arrière du nœud de bosse passe par un trou et sert directement d'ancrage. Les nœuds de bosse sont toujours placés sur les nœuds du bambou.


Vue d'ensemble. Le tout est suspendu à un triple amarrage via une poulie.



Un autre montage central : la corde supérieur passe dans une poulie, la corde inférieure limite le déplacement de cette poulie. Ce montage réduit les efforts pour hausser le coté progression.


Le contrepoids béton restant au sol, un contrepoids humain peut ajouter de la tension pour hausser le coté de progression.



Luo Hongjie du coté progression.



Le contrepoids passif seul


Youcha et la masse de 80 Kg dans le rôle des contrepoids passif et actifs



Rotation du système : lorsque le bambou est à l'horizontal, il est très facile (et amusant) de faire tourner l'ensemble.


Luo Hongjie, monté pour vérifier la répartition des charges du système central



Youcha coté progression avec le nécessaire à équiper… L'intérêt d'un poids léger à de ce coté est flagrant !



Contrôle de l'équilibrage de la tension des cordes. En fait, cet équilibrage est remis en cause par l'inclinaison du bambou.


Constatant de très fortes tension sur la corde non coulissante coté contrepoids lorsque l'on chercher une forte inclinaison, nous avons improvisé la pose d'une corde supplémentaire. Mais la répartition des efforts reste médiocre.



Dernière édition par Admin le Mer 20 Juin - 4:55, édité 3 fois

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Critique du système

Message  Admin le Lun 18 Juin - 9:42

Tel que présenté au-dessus, le système présente de nombreuses faiblesses :
- l'équilibrage des forces sur les cordes dépend de la configuration, même en ajoutant une corde coté contrepoids, lorsqu'on veut hisser la partie progression, on concentre 250-300kg sur deux cordes mal réparties en effort.
- les nœuds utilisés ne sont pas testés et surtout fonctionnent par l'écrasement d'un brin unique à sa tension maximum.
- les cordes tendues sont exposées au contact avec la roche.
- c'est un belle machine à allonger les cordes (on pourrait s'amuser à resserrer le dispositif à chaque relaxation... comme une tyrolienne que l'on retendrait à chaque passage...)
- Le bambou est anisotrope. Le point de fragilité en l’occurrence est connu, si on augmente trop les contraintes en flambement, il cassera dans le premier mètre coté actif.

L'évolution présentées sur la maquette (de principe, ne pas faire attention aux nœuds)ci-après visent à travailler ces points faible (sauf le dernier).

A l'équilibre horizontal. Contrepoids à gauche, progression à droite. La cordelette grise est porteuse, la rouge de gauche, sans tension sur la photo, est destinée à reprendre la charge lorsqu'on hausse le coté progression et à limiter le déplacement de l'ensemble, la cordelette rouge de droite sert uniquement à circuler (descendeur+bloqueurs) entre le bout du bambou et le centre, la cordelette verte sans tension à droite est une corde de sécurité.


Coté contrepoids. On note que la cordelette de reprise de charge est elle aussi coulissante et répartie sur deux amarrages. Toujours par soucis d'équilibrage lors des manœuvres.


Coté progression.


Au centre, les brins porteurs sont tous coulissants, l'effort est donc uniformément réparti sur tous les brins porteurs. Les efforts sont maximum sur les brins porteurs lorsque le dispositif est horizontal. Pour une charge totale sur l’amarrage central de 300 kg et un angle de 30°, on a 300kg de chaque coté. Une triple porteuse porte cet effort à 100 kg par brin. Tel que sur la maquette, on aurait aux frottements près 100 kg sur les mousquetons externes et 200 kg sur les internes (ce qui n'est pas forcément la meilleur répartition).
On aurait aussi 600 kg de tension sur la corde au niveau de la poulie, mais réparti sur trois brins. Le plus impressionnant et le plus risqué sera que le bambou sera en contrainte de 500 kg en pression longitudinale (flambement).


Hausse du coté progression au niveau de l'amarrage central. Lors de la manœuvre, on passe en mode dynamique et on a donc intérêt à ce que le point central soit sur poulie plutôt que sur mousqueton (contrairement à la photo). La corde de retenue (rouge, à gauche), est peu chargée, elle limite le mouvement qui sinon s'emballerait jusqu'à ce que le mousqueton central arrive en butée sur les ancrages coté progression.


Hausse du coté progression au dessus de l'amarrage central. Les efforts se réduisent considérablement sur la porteuse et se transfèrent sur la corde de retenue. C'est dans cette configuration que les efforts sur l’amarrage central sont maximum (moins de 300 kg). On peut raisonnablement estimer qu'on restera à moins de 150kg par brin (impossible de délester totalement la porteuse). Mais peut-être plus de 200kg par amarrage (il faut ajouter ce qui est transmis par la porteuse dont la tension ne sera pas nulle). Une redondance en cas de rupture de cette corde peut être dans la conception de l'amarrage coté progression qui doit être conçu non dechaussable... Mais cette redondance ne vaut pas pour la rupture des deux amarrages de contrepoids. A noter que si la corde de retenue cassait, la charge totale serait réduite car les 100-150 kg de contrepoids se retrouveraient au sol (il n'y a aucune raison pour le contrepoids de s'élever du sol plus que ce qui est nécessaire à hausser le contre-poids passif (on va éviter d'avoir le contrepoids actif sous le contrepoids passif, même s'il aura un casque...)).


Une fausse manœuvre coté contrepoids (on enlève tout et on laisse tomber le copain) serait retenu par la corde de sécu. Au pire, une chute-rotation de 120 kg de 5m, mais beaucoup moins dans la pratique. La principale fonction de la corde de sécurité réside dans l’hypothèse de rupture du bambou, ce qui est le plus difficile à prévoir.


Les amarrages, on l'a vu à plusieurs reprises ont un rôle hyper-important dans ce dispositif. Voici une version possible. J'ai mieux, mais c'est dans l'appareil photo que je n'ai pas sous la main.

Ce dernier point est à considérer à échelle 1 sur le bambou et avec les mousquetons...

Une question existentielle remplacer la porteuse en cordelette dyneema présenterait deux gros avantage : maîtrise de l'angle (qui avec une corde même "statique" est essentiellement fonction de l'élasticité de la corde), meilleur résistance en cas de contact accidentel avec la roche.
L'inconvénient classique de perte d'élasticité est secondaire ici car le bambou amorti (lors de la descente au descendeur alors que le système est en tension, les déformations sont ... intéressantes (les nœuds semblent jouer un rôle essentiel, c'est comme si chaque tronçon était unitairement soumis aux contrainte et se déformaient indépendamment...).
Bien entendu, à supposer de rester raisonnable et de ne pas trop raccourcir cette cordelette... Mais je n'ai hélas pas de notion de ce qui est raisonnable ou pas en terme de contrainte à rupture d'un bambou en flambement...

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De la maquette à l'échelle 1

Message  Admin le Mer 20 Juin - 5:57

Montage du bambou selon la maquette. Seule manque la corde de circulation centre/progression.



Coté contrepoids, vue d'ensemble.


Coté contrepoids, deux points d'ancrage indépendants sur anneaux de sangle dyneema sans noeud (simples tours morts ). Les sangles sont doublées... Si ça casse, ça ne sera pas les sangles.


Coté contrepoids, la sangle passe systématiquement par des trous, bloquant le système s'il voulait glisser le long du bambou. L'épaisseur du bambou (coté pied) rend l’affaiblissement généré par ces perçages négligeable.


Coté progression, le bambou est beaucoup plus fin. Un seul des deux ancrages passe par un trou, l'autre est tenu en glissement latéral par une sangle supplémentaire. Le but est de transmettre les efforts à proximité des nœuds du bambou. On Peut avoir à transmettre plus de 200 kg au bambou par un amarrage...



Au centre, les porteuses passent simplement dans un mousqueton (pas de poulie assez grosse...). On voit les deux autres cordes, à gauche corde de retenue, à droite corde de sécurité.


Montée de Luo Hongjie coté progression, le contrepoids est au sol et une pré-inclinaison a été donnée au bambou.



Contrepoids actif+passif suspendus, on gagne un peu en hauteur.


Délestage...




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Etude

Message  Admin le Ven 20 Juil - 11:28

Après avoir bien manipulé à différentes échelles, j'ai voulu entrer un peu dans les calculs.
Ils sont en principe simples, mais il y avait si longtemps que je n'avais pas touché à la trigo que ça m'a un peu secoué le neurone.

j'ai peut-être mis une journée pour reprendre en main la méthode graphique qui permet de retrouver "facilement" à peu près tout dans un cas donné.




Puis j'ai voulu mettre tout ça en formules pour simuler rapidement un grand nombre de configurations possibles. Je me suis égaré dans des calculs d'ellipses, bardées de sinus et cosinus, convaincu que ce problème était simple du moment que j'avais placé un angle droit là où il n'y en avait pas...
Comment un problème si simple à régler avec une règle et un crayon pouvait-il être difficile à mettre en formules ?


Fort heureusement, j'ai finit sur internet par découvrir qu'il y avait des formules trigonométriques n'ayant pas besoin des angles droits ! Si ça vous intéresse, cherchez Al-Kashi sur internet. Et remerciez-le.


Grâce a lui, tout est devenu simple et j'ai pu faire un petit tableur qui m'a été très utile.

En effet, comme on le soupçonnait, il y a une plage de réglage où une déformation du triangle de suspension peut apporter de la performance et même limiter les forces en jeu, mais hors de cette plage on peut au contraire soit imposer des contraintes inutiles voir dégrader la performance du dispositif.

Enfin, connaître précisément les forces résultante sur les haubans a permis de faire des choix et passer à la réalisation du haubanage définitif : Pour un bambou de 10 m, une corde porteuse développant 11 m, et une plage de mobilité allant de 6 à 7 m, de sorte que le bambou ne passe jamais en position symétrique (qui correspondrait au réglage 5,5m.
Le tout a été réalisé en cordelette dyneema, doublée pour la porteuse et pour la corde de réglage la plus longue (coté contrepoids) et en simple brin pour la corde de réglage coté progression.
L'ensemble a été rapidement testé... reste à le faire fonctionner.

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En rodage...

Message  Admin le Ven 20 Juil - 11:50

L'usage de cette machine-bambou est d'avancer au plafond d'une galerie en faisant des grands pas. Un grimpeur en plafond est limité à la taille de son bras tendu. En plaçant le grimpeur au bout du bambou, il gagne la moitié de cette longueur, soit 5 m...

Il s'agit aussi et surtout d'essayer.

Partant d'un puits remontant accédé l'an dernier en escalade artificielle classique, voici en photos la pose du troisième ancrage triple à bout de bambou. (non, je n'ai pas écrit "ancrage triple A")


Nous sommes à 38 m du sol, sous la voûte de Chuanlongyan.


Le premier point posé sert à gagner encore une longueur de bras…



Puis le travail laborieux commence, il faut se rendre au point central pour décrocher le bambou.



Les manœuvres sont toutes basiques, mais il y a tellement de cordes !


A chaque opération, il faut penser au maintient de sa propre sécurité


Chaque manœuvre doit être anticipée, ici le bambou largué depuis le point central se suspend au nouveau point... mais la corde un peu courte fera perdre du temps.


Il faut ensuite revenir au nouveau point pour hisser le bambou en position d'usage



Après, il faut encore revenir retirer le matériel de l'ancien point, le bambou servant à se suspendre. Pour le moment, nous n'avons pas pu utiliser le bambou dans sa fonction rotative, pour passer directement de l'ancien point au futur nouveau point, à cause de stalactites mal placées.

L'usage du dyneema en haubanage est indispensable, car il est difficile d'éviter les contacts avec la roche et les tensions sont grandes. On joue un peu de la guitare.
La sécurité est obtenue par des cordes classiques, mais le risque qui nous inquiète le plus n'est pas la chute de 5m en pendulaire par rupture du bambou ou du hauban. C'est plutôt la fausse manœuvre laissant le spéléo sans moyen de descente. Maintenant que nous nous éloignons significativement du "port"…
Enfin, pour le moment, si l'exercice est intéressant, instructif, formateur, on est loin d'avancer au rythme d'une escalade artificielle bien rodée. Au mieux, on économise des points d'ancrages : 3 goujons pour 5 m.

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Un kit de réchappe ?

Message  Admin le Ven 20 Juil - 14:04

En évoquant le risque de rester pendu et inaccessible en artif, une solution s'est imposée : disposer d'un "plan B" pour redescendre.
Le grimpeur a tendance à toujours garder sur lui une pochette contenant le nécessaire.

D'où l'idée de mettre dans ce sac 25 m de dyneema...

La descente sur dyneema avec un descendeur simple ne pose pas de problème particulier avec un dispositif de dérive et un ou deux tours morts autour du descendeur :





L'indispensable nœud en bout de corde est enrichit d'une plaquette coudée.




La plaquette peut recevoir un mousqueton, pour éventuellement prolonger la descende par une corde envoyée depuis une personne désormais à porté de jet.


25m de longueur, lové bien serré, un maillon alu en tête... rien de trop.


Et il reste de la place dans la sacoche pour ce qu'on y range habituellement.



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